新疆準(zhǔn)東地區(qū)場(chǎng)地尺度二氧化碳地質(zhì)封存聯(lián)合深部咸水開(kāi)采潛力評(píng)估

馬 鑫，李旭峰，文冬光，羅興旺，刁玉杰，楊國(guó)棟，尹書(shū)郭，曹 偉

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局二氧化碳地質(zhì)儲(chǔ)存重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071051；3.中國(guó)石油新疆油田公司準(zhǔn)東采油廠勘探開(kāi)發(fā)研究所，新疆 阜康 831511；4.武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430081；5.武漢科技大學(xué)冶金礦產(chǎn)資源高效利用與造塊湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430081；6.中國(guó)石化中原油田濮東采油廠地質(zhì)研究所，河南 濮陽(yáng) 457001）

以CO2為主的溫室氣體效應(yīng)已引起了一系列全球環(huán)境問(wèn)題。大氣中CO2的平均濃度由工業(yè)革命前（1750年）的0.028%增加到目前的0.037%，如不加以限制，預(yù)計(jì)到2100年將達(dá)到0.110%[1?3]。CO2減排已成為人類共同關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題[4?6]。CO2深部咸水層封存被認(rèn)為是最有效的碳減排途徑之一[7]，國(guó)內(nèi)外學(xué)者結(jié)合CO2深部咸水層封存已經(jīng)開(kāi)展了大量的研究工作[8?13]。我國(guó)深部咸水層分布廣泛，主要咸水含水層1～3 km 的CO2封存潛力可達(dá)1.44×1011t[7]。但是大規(guī)模CO2深部咸水層封存會(huì)引起儲(chǔ)層壓力急劇積累，CO2泄露風(fēng)險(xiǎn)大，因此有學(xué)者提出了CO2地質(zhì)封存聯(lián)合咸水開(kāi)采技術(shù)（CO2-EWR）[14?15]。該技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)CO2安全封存，還可以獲取大量的鹵水資源[16]。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)CO2-EWR 技術(shù)開(kāi)展了大量研究。Li 等[17]結(jié)合我國(guó)準(zhǔn)噶爾盆地利用均質(zhì)模型研究了儲(chǔ)層孔隙度、滲透率以及咸水溶解性總固體對(duì)CO2封存容量和咸水開(kāi)采量的影響。Heath 等[18]研究表明CO2注入與咸水開(kāi)采過(guò)程中，儲(chǔ)層物性參數(shù)、鹽度、邊界條件都會(huì)影響壓力變化和CO2封存效率，而壓力是限制CO2封存量的重要因素[19]；CO2-EWR 注采模式不同，CO2最大注入量與咸水最大開(kāi)采量有很大差異[20?21]。前人多聚焦于CO2-EWR 技術(shù)的初期研究，結(jié)合實(shí)際場(chǎng)地開(kāi)展工程尺度CO2-EWR的研究較少[22]。

新疆是我國(guó)主要能源輸出地，特別是煤炭資源，新疆有準(zhǔn)東、吐哈、伊犁、庫(kù)拜以及和豐-克拉瑪依5大煤炭開(kāi)發(fā)和加工基地。但是煤化工企業(yè)是高污染、高耗水的行業(yè)，對(duì)水資源的需求非常大。同時(shí)，新疆是我國(guó)西部水資源最短缺的地區(qū)之一，僅準(zhǔn)東能源基地2015年就缺水2×108t。水資源已經(jīng)成為制約西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展，尤其是煤化工企業(yè)發(fā)展的主要瓶頸[15]。

規(guī)模化二氧化碳地質(zhì)封存工程主要通過(guò)管道將排放源釋放的CO2輸送至封存場(chǎng)地。準(zhǔn)噶爾盆地CO2源匯匹配情況較好。適宜性良好的咸水層封存場(chǎng)地基本分布在盆地中北部，源匯直線路徑一般在70 km 以內(nèi)（管道運(yùn)輸CO2），例如克拉瑪依、富蘊(yùn)縣的喀拉布勒根鄉(xiāng)和準(zhǔn)東五彩灣工業(yè)園區(qū)的排放源。采用CO2-EWR 技術(shù)獲取的深部咸水資源通過(guò)反滲透法、反向電滲析法、結(jié)晶法、蒸餾法等技術(shù)處理后，可直接用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，處理成本約4～7 元/t[15]。準(zhǔn)東五彩灣工業(yè)園區(qū)附近分布有大面積的咸水層封存場(chǎng)地，同時(shí)也是多個(gè)大型油田所在地，在該區(qū)域開(kāi)展CO2-EWR 技術(shù)示范具有重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。

鑒于新疆準(zhǔn)東能源基地水資源短缺現(xiàn)狀和CO2減排的迫切要求，2018年自然資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局聯(lián)合中國(guó)石油新疆油田公司率先在新疆準(zhǔn)東地區(qū)實(shí)施了國(guó)內(nèi)首個(gè)CO2-EWR 野外先導(dǎo)性試驗(yàn)。本研究主要以此次野外先導(dǎo)性試驗(yàn)為依托，以準(zhǔn)東地區(qū)侏羅系西山窯組下段砂巖儲(chǔ)層為研究對(duì)象，開(kāi)展場(chǎng)地尺度CO2理論封存量計(jì)算以及不同情景下CO2地質(zhì)封存聯(lián)合咸水開(kāi)采潛力研究，獲取了CO2驅(qū)水封存的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，驗(yàn)證了CO2地質(zhì)封存聯(lián)合深部咸水開(kāi)采技術(shù)的可行性與安全性，可為新疆準(zhǔn)東地區(qū)實(shí)施規(guī)?；疌O2地質(zhì)封存聯(lián)合深部咸水開(kāi)采工程提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況

擬選準(zhǔn)東CO2-EWR 場(chǎng)地位于新疆準(zhǔn)噶爾盆地東部能源基地，交通便利（圖1），區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造位于準(zhǔn)噶爾盆地中央隆起帶東段白家海凸起東斜坡帶上，受基底構(gòu)造活動(dòng)的影響和控制。研究區(qū)東臨五彩灣凹陷，北臨東道海子北斷陷，西南為阜康凹陷，西北為漠區(qū)凹陷，為一被斷裂切割的低幅度背斜構(gòu)造。區(qū)域東南側(cè)被東道海子斷裂及次級(jí)斷裂夾持形成斷鼻構(gòu)造，軸部地層平緩，兩翼地層傾角2°～3°[23?24]。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地CO2 源匯匹配Fig.1 Matching of CO2 source and sink in the Junggar Basin

準(zhǔn)東地區(qū)侏羅系西山窯組屬湖成三角洲前緣亞相沉積，以煤層為標(biāo)準(zhǔn)層，根據(jù)沉積旋回和電性特征，自上而下分為2 段（J2x2、J2x1）。西山窯組上段（J2x2）巖性主要以泥巖和致密砂巖為主，在整個(gè)研究區(qū)均有分布，沉積厚8～22 m，孔隙度一般小于5.0%，滲透率一般小于1.0 mD，該段可以作為區(qū)域蓋層。西山窯組下段（J2x1）砂體為儲(chǔ)層，屬砂質(zhì)分流河道沉積，該套砂體在擬選碳儲(chǔ)區(qū)域分布較穩(wěn)定，屬疊加沉積的塊狀儲(chǔ)集體。該區(qū)自上而下分為6 小層，沉積厚度33～60 m，儲(chǔ)集層平均孔隙度為14.6%，平均滲透率為2.81 mD，高程約?1 550 m[23?25]。研究區(qū)為低幅度背斜構(gòu)造，圈閉性較好。

2 研究方法

2.1 模型構(gòu)建

基于野外地質(zhì)勘查、二維地震、鉆探等數(shù)據(jù)，構(gòu)建準(zhǔn)東地區(qū)擬選碳儲(chǔ)場(chǎng)地侏羅系西山窯組三維非均質(zhì)地質(zhì)模型。目標(biāo)層有效厚度約為15 m，垂向網(wǎng)格劃分為6 層，平面網(wǎng)格為30 m×30 m，共有158 622 個(gè)網(wǎng)格。模型平均海拔高程約為?1 550 m（圖2）。目標(biāo)儲(chǔ)集層頂部埋深2 194 m，底部埋深2 337 m。

圖2 擬選準(zhǔn)東CO2-EWR 工程場(chǎng)地模型Fig.2 The proposed site model for the CO2-EWR project ineastern Junggar of Xinjiang

2.2 參數(shù)設(shè)置

儲(chǔ)層的非均質(zhì)性受砂體發(fā)育程度及展布方向控制。根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，研究區(qū)西山窯組儲(chǔ)層孔隙度范圍為0.1%～25.7%，平均孔隙度為14.6%。滲透率范圍為0.02～232 mD，平均滲透率為2.81 mD[23?24]。利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)開(kāi)展協(xié)同模擬，得到擬選場(chǎng)地孔隙度與滲透率分布情況，如圖3所示。其中X、Y方向滲透率相同，Z方向滲透率為X方向的0.3 倍。地層溫度為76 ℃，注入層位地層破巖壓力約為50 MPa。目標(biāo)層地下水水化學(xué)類型為HCO3—Na 型，pH 值約為8.3，平均溶解性總固體為10.21 g/L，其中Cl-濃度為4.83 g/L[25]。

圖3 研究區(qū)三維靜態(tài)地質(zhì)模型Fig.3 Static reservoir models of the study area孔隙度模型滲透率模型（X、Y 方向）

采用亨利定律計(jì)算CO2在咸水中的溶解與析出[26]：

式中：fiW—組分i在氣相中的逸度/kPa；

xiW—組分i在水相中的摩爾分?jǐn)?shù)；

Hi—組分i的亨利定律常數(shù)/kPa。

其中每個(gè)組分的亨利常數(shù)受壓力與溫度的影響。

計(jì)算CO2氣體逸度采用Peng-Robinson 狀態(tài)方程[27?28]：

式中：P—壓力/kPa；

T—熱力學(xué)溫度/K；

R—通用氣體常數(shù)，為8.314 J/（K·mol）；

V—偏摩爾體積/（L·mol?1）；

a、b—狀態(tài)方程式參數(shù)。

計(jì)算氣水相對(duì)滲透率Corey 模型[29?30]：

式中：krl—液相的相對(duì)滲透率；

krg—?dú)庀嗟南鄬?duì)滲透率；

Sl—液體飽和度；

Slr—?dú)堄嘁后w飽和度；

Sgr—?dú)堄鄽怏w飽和度。

模型中液體飽和度（Sl）設(shè)置為0.999，殘余液體（Slr）、氣體（Sgr）飽和度分別設(shè)置為0.200 和0.060，最大殘留氣體飽和度設(shè)為0.200。根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)設(shè)定模型中部?jī)?chǔ)層初始?jí)毫?5.0 MPa。

2.3 注采方案

本文采用多井注入模式，注采井在模型范圍內(nèi)均勻布設(shè)，主要設(shè)計(jì)2 種注采情景，如圖4所示。模型邊界條件設(shè)置為封閉邊界。

圖4 情景設(shè)置Fig.4 Scenario settings

方案1（單純的咸水層CO2地質(zhì)封存）：5 口注入井，模擬時(shí)間為50 a。注入井射孔位置在儲(chǔ)層中下部，單井CO2設(shè)計(jì)注入量為10×104t/a，最大注入壓力50 MPa（不大于注入層破巖壓力），連續(xù)注入30 a，后續(xù)持續(xù)模擬20 a。

方案2（CO2-EWR 技術(shù)）：5 注5 采，模擬時(shí)間為50 a。注入井射孔位置在儲(chǔ)層中下部，單井CO2設(shè)計(jì)注入量為10×104t/a，最大注入壓力50 MPa，連續(xù)注入30 a，后續(xù)持續(xù)模擬20 a。生產(chǎn)井主要設(shè)置在注入井下方（構(gòu)造面較低的位置），生產(chǎn)井單井設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為500 m3/d，井底最大壓降為10 MPa，氣體（抽出水中的CO2氣體）累計(jì)產(chǎn)出量達(dá)到500 m3/d 時(shí)，停止產(chǎn)水。

3 結(jié)果分析與討論

3.1 靜態(tài)理論封存潛力評(píng)估

USDOE 提出了單純的咸水層CO2地質(zhì)封存計(jì)算方法。在相同邊界條件限定下，對(duì)于一套固定的咸水層，CO2-EWR 技術(shù)的CO2封存量要比單純的咸水層CO2地質(zhì)封存量大的多。但由于目前尚無(wú)成熟的CO2-EWR 技術(shù)封存潛力評(píng)估公式，本文僅對(duì)單純的咸水層CO2地質(zhì)封存潛力進(jìn)行了評(píng)價(jià)。靜態(tài)地質(zhì)建模結(jié)果顯示巖石總體積為9.16×108m3，孔隙體積為1.01×108m3，即為理論地下水資源量。

計(jì)算單純的咸水層CO2地質(zhì)封存潛力采用USDOE潛力評(píng)估公式[31]：

式中：A—咸水層有效分布面積/m2；

h—咸水層有效厚度/m；

φe—咸水層平均有效孔隙度；

ρCO2—地層條件下CO2密度/（kg·m?3）；

Esaline—封存效率（有效系數(shù)）/%。

根據(jù)地層條件（溫度76 ℃以及壓力25.0 MPa）下，CO2密度大約為707 kg/m3。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 基于靜態(tài)地質(zhì)建模的CO2 埋存量Table 1 CO2 storage capacity from static geological modeling

3.2 CO2 注入量

方案1 與方案2 中CO2由注入井以10×104t/a 的設(shè)計(jì)量持續(xù)注入30 a，最大注入壓力設(shè)置為50 MPa。從圖5 中可以看出，方案1 中CO2累計(jì)注入量為2.14×106t，累計(jì)注入時(shí)間約5 a；方案2 模型中CO2累計(jì)注入量為11.18×106t，累計(jì)注入時(shí)間約23 a。模擬50 a 之后方案1 儲(chǔ)層中平均壓力達(dá)到了46.70 MPa，方案2 儲(chǔ)層中平均壓力達(dá)到了43.85 MPa。由此可以看出，單純注入情景下，注入井井底壓力在較短時(shí)間內(nèi)就達(dá)到了設(shè)計(jì)關(guān)井壓力，CO2注入量?jī)H為2.14×106t；在注采結(jié)合的情景下，生產(chǎn)井抽取儲(chǔ)層咸水可以有效騰出儲(chǔ)層空間，減緩了CO2注入過(guò)程中儲(chǔ)層壓力增速，CO2可累計(jì)注入11.18×106t，注入總量為方案1 的5.22 倍。

圖5 CO2 累計(jì)注入量與儲(chǔ)層平均壓力變化Fig.5 Variation of the cumulative amount of CO2 injection and the average reservoir pressure

不同情景下，CO2單井注入量存在很大差異。方案1 中CO2單井累計(jì)注入量均低于0.60×106t，方案2 中CO2單井累計(jì)注入量均在2.00×106t 以上。從CO2注入速率可以明顯看出，方案1 儲(chǔ)層中CO2的總體注入速率呈持續(xù)下降趨勢(shì)，方案2 儲(chǔ)層中CO2的總體注入速率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，CO2的注入速率與儲(chǔ)層平均壓力變化（圖5、圖6）呈現(xiàn)極好的負(fù)相關(guān)關(guān)系。由此可見(jiàn)CO2注入過(guò)程中，注入井井底壓力的變化對(duì)CO2注入量起著關(guān)鍵性作用，這與Buscheck等[19]的研究結(jié)果是一致的。

圖6 單井CO2 注入量與整體注入速率的變化Fig.6 Variation of the cumulative amount of CO2 injection in a single well and the overall injection rate

3.3 CO2 空間分布

CO2進(jìn)入咸水層后，在注入壓力與地層壓力的共同作用下主要沿著巖體層面向上部、周?chē)鷶U(kuò)散。單井注入條件下，底部巖層氣相CO2封存量明顯少于上部，主要是因?yàn)镃O2密度明顯小于咸水，在注入壓力、浮力等作用下會(huì)快速向上部運(yùn)移，同時(shí)也向周?chē)鷶U(kuò)散，Wen 等[33]的研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。CO2向上擴(kuò)散的過(guò)程中遇到滲透率較低的巖層時(shí)，會(huì)減緩垂向擴(kuò)散速度而向周?chē)铀贁U(kuò)散。從圖7 可以看出，儲(chǔ)層中的CO2主要沿著巖體層面發(fā)育方向向地勢(shì)高的地方擴(kuò)散運(yùn)移，垂向最大擴(kuò)散距離已達(dá)到整個(gè)儲(chǔ)層。氣相CO2主要由下部向上部擴(kuò)散、由兩翼向軸部擴(kuò)散，擴(kuò)散過(guò)程中受地層物性參數(shù)的影響較大，氣相CO2優(yōu)先進(jìn)入滲透性較好的區(qū)域[34]。

圖7 氣相CO2 飽和度空間分布Fig.7 Distribution of CO2（g）saturation

不同注入井氣相CO2羽的空間分布特征也不相同，局部巖體滲透性以及地形差異導(dǎo)致CO2進(jìn)入儲(chǔ)層空間后的遷移途徑與分布差異顯著。從空間分布上可以明顯看出，方案1 中氣相CO2的空間分布范圍明顯小方案2（水平分布與垂向分布范圍），進(jìn)一步印證了注采結(jié)合的CO2咸水封存方式可以充分利用儲(chǔ)層空間，增大CO2咸水封存量，同時(shí)獲取豐富的地下水資源[22]。與此同時(shí)，CO2注入過(guò)程中方案2 中氣相CO2始終沒(méi)有擴(kuò)散至生產(chǎn)井，表明注采結(jié)合的CO2咸水封存方式安全系數(shù)較高。

CO2進(jìn)入咸水層后另外一種賦存形式是溶解態(tài)。咸水層中溶解態(tài)CO2主要在濃度差的驅(qū)動(dòng)下向周?chē)\(yùn)移，主要受儲(chǔ)層溫度、壓力、溶解性總固體、滲透率等因素的影響。儲(chǔ)層中溶解態(tài)CO2的分布與氣相CO2的分布趨勢(shì)大體相同，但其分布范圍大于氣相CO2。從圖8 可以看出，方案1 中兩翼的溶解態(tài)CO2分布范圍已基本相連，而方案2 中溶解態(tài)CO2幾乎分布于整個(gè)儲(chǔ)層融為一體，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于方案1 中溶解態(tài)CO2的分布范圍，儲(chǔ)層空間得到高效利用。

圖8 溶解態(tài)CO2 空間分布Fig.8 Distribution of dissolved CO2

模擬結(jié)束后，方案1 中CO2累計(jì)注入2.14×106t，其中氣相CO2為1.94×106t，溶解態(tài)CO2為0.21×106t，分別占注入總量的90.41%、9.61%。方案2 采用注采結(jié)合模式，CO2累計(jì)注入11.18×106t，其中氣相CO2為10.36×106t，溶解態(tài)CO2為0.82×106t，分別占注入總量的92.71%和7.31%，溶解態(tài)CO2所占比例略低于方案1。但從CO2的溶解總量看，遠(yuǎn)大于方案1。

3.4 CO2 驅(qū)水封存可行性討論

上文基于靜態(tài)模型，計(jì)算了研究區(qū)西山窯組單純的咸水層CO2靜態(tài)理論儲(chǔ)量為：P10=0.86×106t，P50=1.72×106t，P90=2.94×106t（表1）。通過(guò)開(kāi)展2 種注采情景模式的動(dòng)態(tài)封存潛力評(píng)估得出，單純的咸水層CO2地質(zhì)封存（方案1），CO2的累計(jì)注入量為2.14×106t，略高于理論儲(chǔ)量P50。采用CO2-EWR 技術(shù)（方案2），CO2累計(jì)注入量可達(dá)11.18×106t，CO2的封存潛力大幅提升，同時(shí)可以獲取深部咸水資源10.17×106t（圖9），CO2噸采水率達(dá)到0.91。方案1 中CO2注入井壓力持續(xù)上升至50 MPa 后停止注入，而方案2 由于采用CO2-EWR 技術(shù)，咸水開(kāi)采大幅降低儲(chǔ)層壓力，CO2注入前10 a 井底壓力一直小于地層初始?jí)毫Γ▓D10），注入井壓力增速大幅減緩，這與Hosseini 等[35]的結(jié)果是一致的，注入結(jié)束后，方案2 中各注入井井底壓力平均增幅比方案1 低11.28%。由此可見(jiàn)，CO2-EWR 技術(shù)可以有效降低注入井井底壓力，增加CO2注入量，提升CO2地質(zhì)封存的安全性，同時(shí)獲取大量咸水資源。

圖9 方案2 中CO2 累計(jì)注入量與產(chǎn)水量Fig.9 Cumulative amount of CO2 injection and water production in Case 2

圖10 方案1 和2 中各注入井井底壓力Fig.10 Bottom-hole pressure of injection well in Case 1 and Case 2

3.5 環(huán)境影響分析

CO2進(jìn)入深部咸水后溶于水，除引起短暫水環(huán)境pH 值減小外（長(zhǎng)期CO2-水-巖相互作用后將趨于平衡），對(duì)深部地下水影響較小。擬選碳儲(chǔ)場(chǎng)地蓋層封閉性較好，注入的CO2不會(huì)通過(guò)地層發(fā)生泄漏，但有可能通過(guò)生產(chǎn)井進(jìn)入地表環(huán)境[36]。單純注入（方案1）模式，無(wú)CO2逸出地表。注采（方案2）模式，整個(gè)過(guò)程中CO2累計(jì)注入11.18×106t，隨深部咸水累計(jì)采出地表的溶解態(tài)CO2為229.44 t（約合98.19×104m3，1bar，25 ℃），約占CO2注入總量的0.002 05%，CO2最大采出速率為186.84 kg/d（約104.70 m3/d），一般低于100.00 kg/d（約56.04 m3/d）（圖11），CO2逸出率遠(yuǎn)小于0.01%[37]。由于采出CO2與采出咸水體積比最大不超過(guò)0.2（圖12），而地表環(huán)境（1 bar，25 ℃）下1 體積水可溶解約0.734 體積的氣相CO2[38]，因此采出的CO2可以全部溶解在水中，不會(huì)進(jìn)入大氣中。由此可見(jiàn)，CO2地質(zhì)封存聯(lián)合咸水開(kāi)采對(duì)地表環(huán)境的影響也微乎其微。

圖11 CO2 累計(jì)采出量與采出速率Fig.11 Cumulative production amount and production rate of CO2

圖12 采出CO2 與采出咸水體積比（1 bar，25 ℃）Fig.12 Volume ratio of produced CO2 to produced saline water（1 bar,25 ℃）

3.6 經(jīng)濟(jì)效益分析

在新疆準(zhǔn)東地區(qū)開(kāi)展CO2地質(zhì)封存聯(lián)合咸水開(kāi)采，在減排CO2的同時(shí)可以獲取大量地下水資源，其中白堊系東溝組地層CO2采水率（封存1 tCO2與驅(qū)出深部咸水質(zhì)量的比率）可達(dá)1.3[22]，準(zhǔn)東地區(qū)侏羅系西山窯組地層CO2采水率可達(dá)0.91。準(zhǔn)東地區(qū)工業(yè)用水價(jià)格約10 元/t，而CO2-EWR 采出地下水處理費(fèi)用約為4～7 元/t，可獲取巨大經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)減負(fù)，同時(shí)還可獲取大量鹽類資源（每噸采出水可獲取鹽類資源30～35 kg）用于工業(yè)生產(chǎn)。CO2的注入成本約300元/t，由于需要抽采地下水，CO2注采結(jié)合的能耗成本略高于CO2只注不采模式，但是CO2-EWR 技術(shù)可獲取大量的深部地下水資源以及鹽類資源，從而獲取額外的經(jīng)濟(jì)效益，降低CO2注采結(jié)合的綜合成本。CO2-EWR 技術(shù)相對(duì)于單純的CO2地質(zhì)封存技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益明顯，或?qū)⒊蔀槲磥?lái)準(zhǔn)東工業(yè)園區(qū)有發(fā)展前景的碳中和技術(shù)。

4 結(jié)論

（1）CO2-EWR 可有效提高CO2封存效率。單純注入模式（方案1）CO2累計(jì)注入量為2.14×106t，累計(jì)注入時(shí)間約5 a；注采模式（方案2）CO2累計(jì)注入量為11.18×106t，累計(jì)注入時(shí)間約23 a，CO2注入量增大5.22 倍。

（2）CO2-EWR 可高效利用地下儲(chǔ)層空間，大幅減緩CO2注入過(guò)程儲(chǔ)層壓力積累，提高CO2注入性和安全性。方案2 中儲(chǔ)層平均壓力增幅較方案1 降低15.0%，注入井井底壓力增幅平均降低11.28%。

（3）注采模式（方案2）可獲取深部咸水資源10.17×106t，累計(jì)開(kāi)采26 a，CO2采水率可達(dá)0.91，不僅可以實(shí)現(xiàn)碳減排，同時(shí)可獲取大量地下水資源，可在一定程度上解決新疆準(zhǔn)東地區(qū)的缺水問(wèn)題與碳減排任務(wù)。

（4）準(zhǔn)東擬選碳儲(chǔ)場(chǎng)地開(kāi)展CO2-EWR 的潛力巨大，安全性較高，對(duì)地下、地表環(huán)境影響較小，可行性強(qiáng)。